MPI在杭州灣北岸海洋環境質量評價中應用

王　洋，朱文斌，王忠明，張洪亮，朱增軍，宋之琦

（1.浙江省海洋水產研究所，農業部重點漁場漁業資源科學觀測實驗站，浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江舟山　316021；2.平湖市水產技術推廣站，浙江平湖　314200）

MPI在杭州灣北岸海洋環境質量評價中應用

王洋1，朱文斌1，王忠明1，張洪亮1，朱增軍1，宋之琦2

（1.浙江省海洋水產研究所，農業部重點漁場漁業資源科學觀測實驗站，浙江省海洋漁業資源可持續利用技術研究重點實驗室，浙江舟山316021；2.平湖市水產技術推廣站，浙江平湖314200）

采用大型底棲動物污染指數對2014年杭州灣北岸海洋功能區大型底棲動物相關參數進行分析，探討了該區海洋功能區環境質量的現狀和變化趨勢。結果表明：2014年杭州灣北岸海洋功能區環境質量總體較差，6個站位環境質量均為嚴重污染，MPI值從小到大依次為hy03、hy01、hy02、PH01、PH06和PH04站位；同時，參考鄰近海域的水質狀況表明，各功能區的MPI值的季節變動較大，但環境質量均為嚴重污染，環境質量的季節變化規律不明顯。杭州灣屬于強潮型河口灣，潮流的沖刷作用使底質處于不穩定狀態，加之人類活動對底棲生物的生存環境的破壞逐年加劇，致使其生存空間減少，導致杭州灣北岸海洋功能區環境質量惡化，生態環境承受較大的威脅。

大型底棲動物污染指數；杭州灣北岸；海洋功能區；環境質量

杭州灣位于浙江省東北部，地處長江三角洲經濟開發區，呈東西走向的喇叭狀，為強潮河口灣。海灣北側與長江入海口相鄰，外連東海，內接錢塘江、甬江和曹娥江，是生態結構最為復雜、受人類干擾最為頻繁的區域之一，同時也是河口水與外海水相互交匯劇烈的水域。水文環境受這些徑流所形成的江浙沿岸流及臺灣暖流的影響，加之灣底特殊的地貌形態特征以及海灣喇叭狀結構，使得該海域常出現涌潮現象，營養物質豐富、水質肥沃、餌料生物豐富、水文環境適宜，漁業資源豐富，同時該海域也具備豐富的港口航道、灘涂，這些獨特的地理區位優勢，使得杭州灣海域成為我國港口開發、海產養殖、海洋能源和海上旅游業最有發展前景的水域之一。目前我國多數入海河口生態系統面臨巨大的環境壓力，如河口水域的污染，底質環境的惡化等。杭州灣環境質量不僅直接影響著環繞其周邊長三角城市帶的經濟發展，而且由于在生態系統中的重要性及生態環境的敏感和脆弱性，已成為我國海洋環境狀況研究的熱點區域。

關于杭州灣海域海洋環境質量的研究主要集中在生物［1-5］，放射性物質監測［2-3］及評價等方面，而利用大型底棲生物反映該海域海洋環境質量的研究相對較少。通常在海洋環境監測中，常用底棲動物群落結構來評價環境質量，評價指標及方法主要有：多樣性指數［5］、生物完整性指數［4］和豐度生物量比較法［5］等。而蔡立哲等人，通過建立大型底棲動物污染指數（Macrozoobenthos Pollution Index，MPI），利用數字化的豐度生物量比較法評價海洋環境質量。其分析結果反應靈敏，評價結果比種類多樣性指數更符合環境的實際狀況［6］。本文通過對2014年杭州灣北岸嘉興市海洋功能區海洋環境監測大型底棲動物的MPI指數的分析，探討該海域海洋環境質量的現狀及其變化趨勢，為今后評價海洋環境質量，修復和改善該海域海洋生態環境提供科學依據。

1　材料與方法

圖1　杭州灣北岸環境監測調查站位圖Fig.1　Marine environmental monitoring stations at the north bank of Hangzhou Bay

1.1數據來源

本次大型底棲動物各項數據資料來源于2014年3個季度杭州灣北岸嘉興市海洋功能區海洋環境監測大型底棲動物6個站位的調查和監測，得到共18個站位數據，各監測站點分別位于休閑娛樂區，港口航道區，農漁業區（圖1）。采用網口寬1.5 m的阿拖網采集樣品。阿托網取樣每站1次，拖網船速2 kn，拖網時間15 min。所有阿拖網采集的樣品（下分別稱泥樣和網樣）均用體積分數5%的中性甲醛溶液固定，帶回實驗室。大型底棲生物樣品的分析、稱重、計算及資料整理均按照《海洋監測規范》［7］《海洋調查規范第6部分：海洋生物調查》［8］中的相關規定執行。

數據主要采用MPI法對大型底棲動物數據進行分析：

式中：MPI為大型底棲動物污染指數；Ai為大小順序為第i種的密度累積百分優勢度；Bi為大小順序為第i個種的生物量累積百分優勢度；S為采集到的物種數。并且，當Σ（Ai-Bi）為正值時，k=1；當Σ （Ai-Bi）為負值時，k=1。由于分別對密度和生物量進行排序，故Ai與Bi為并不一定是指同一物種的密度和生物量。當MPI＞4時，為嚴重污染；MPI=0～4，為中度污染；MPI=-6～0時，為輕度污染；MPI＜-6時，為清潔［10］。

2　結果與分析

2.1海洋功能區底棲動物和MPI評價

2014年春季杭州灣北岸嘉興市海洋功能區海洋環境監測大型底棲動物6個站位底棲生物優勢種有安氏白蝦、中國朽葉蛤2種；夏季及秋季，安氏白蝦均為杭州灣北岸嘉興市海洋功能區海洋環境監測大型底棲動物6個站位底棲生物的優勢種（表1）。功能區生物種類數最多的站位為秋季的hy02站位，為11種，MPI法評價的環境質量為嚴重污染。

表1　2014年各海洋功能區監測站位大型底棲動物、MPI、環境質量及其賦值Tab.1　Macrobenthos，MPI，environmental quality and its valuation of marine function area in 2014

2.2海洋功能區環境質量變化

2014年，杭州灣北岸嘉興市海洋功能區海洋環境監測各站位MPI值之和如圖2所示，以PH04站位最高，其次為PH06、PH01、hy02、hy01、hy03站位環境狀況均為嚴重污染。因此，杭州灣生態監控區6個站位環境質量從好到差依次為hy03、hy01、hy02、PH01、PH06和PH04。

圖2　功能區各站位環境質量比較Fig.2　Comparison of environmental quality in different marine function zones

春季各監測站位中以PH06站位的MPI值最大，其次依次為PH01、hy02、hy01、hy03，最后為PH04站位；夏季PH04站位的MPI值在各監測站位中最大，達到921.25，hy03站位次之，往后依次為hy02、PH06、hy01、PH01站位；秋季杭州灣北岸海洋功能區6個監測站位環境質量從好到差依次為hy02、hy01、hy03、PH01、PH06、PH04。

如圖3所示，各季節各功能區海洋環境監測站位均為嚴重污染，各功能區的MPI值的季節變動較大。春季，農漁業區的環境質量最差，港口航道區和休閑娛樂區次之；夏季，仍以農漁業區污染最為嚴重，港口航道區次之，休閑娛樂區污染程度相對較輕；秋季，港口航道區海洋環境質量最差，其次為農漁業區，環境質量相對最好的是休閑娛樂區。2014年杭州灣北岸各海洋功能區MPI值的變化各異（圖3）。休閑娛樂區的MPI值呈現出先下降后上升的趨勢，MPI值在港口航道區則呈現出隨季節變化上升的趨勢，農漁業區MPI值呈現出與港口航道區相反的趨勢，出現隨季節變化而下降的趨勢，但各個功能區海洋環境質量均為嚴重污染。因此，2014年杭州灣北岸海洋功能區環境質量季節變化規律不明顯。

圖3　各功能區環境質量季節變化Fig.3　Seasonal change of environmental quality in each site of marine function zones

3　討論

2014年，杭州灣北岸海洋環境監測全部站位均出現嚴重污染。與該區域的歷史調查結果［9］相比，調查區域的生物棲息環境質量狀況不容樂觀，生物群落結構狀況較差，生物多樣性下降。影響杭州灣底棲動物分布的原因眾多，杭州灣為強潮型河口灣［10］，受不同的水團共同作用，水動力作用強，岸灘沖淤變化劇烈，底質沉積較粗，潮流的沖刷作用使底質處于不穩定狀態，是造成杭州灣底棲動物資源貧乏的自然影響因素。與此同時，杭州灣北岸地區由杭嘉湖平原和長江三角洲組成，人口密集、工業發達，大型企業林立，鄉鎮企業眾多，嘉興重化工區基地、秦山核電廠、金山石化等大型企業及鄉鎮企業等大小排污口較多，導致杭州灣北岸海洋功能區生態環境承受較大的威脅，環境質量惡化。周邊城市的發展對土地的需求日益擴大，導致杭州灣圍填海活動頻繁［11］，改變了底棲生物的自然棲息環境，侵占了底棲生物的生存空間，也是導致杭州灣北岸海洋功能區環境質量較差的重要原因。

各功能區的MPI值的季節變動較大，休閑娛樂區的MPI值春季＜秋季，即春季休閑娛樂區的環境質量較秋季較好，港口航道區的環境質量亦呈現出春季好于秋季。相應的，本研究調查海域水體主要受無機氮和活性磷酸鹽的污染，水質類別為劣四類，水體均呈富營養化狀態，呈現出春季較秋季差的趨勢。這種現象可能是由于生物對環境的變化具有一定適應性，生物指數方法不如化學指標法靈敏所造成的。

MPI評價法無需時空對照樣品，僅需考慮密度、生物量和種類數3個參數，是一種將圖形數字化的生態評價方法。該方法易于將海洋環境數據進行數字化管理，較其它方法具有計算簡便、易于掌握。但是這種同時值得注意的是，MPI法在計算中沒有反映出群落內耐污和敏感種類的特征，對于群落構成的關鍵生態信息的判斷上會出現一定的偏差［12］，在使用過程中還需結合生物、生態知識進行分析。

［1］徐兆禮，戴國梁，陳亞瞿.杭州灣北岸嘉興電廠附近潮間帶底棲動物［J］.海洋環境科學，1994，13（4）:50-55.

［2］張進龍.杭州灣上海石化沿岸潮間帶生態環境分析［J］.海洋湖沼通報，2008（1）:74-79.

［3］沈曉盛，陳亞瞿，陳瓊.杭州灣北岸奉賢水域大腸菌群和異養細菌的生態分布［J］.海洋環境科學，2006，25（1）:20-23.

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［5］謝旭，俞存根，周青松，等.杭州灣海域春、秋季魚類種類組成和數量分布［J］.海洋與湖沼，2013，44（3）:656-663.

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［11］國家海洋環境監測中心.GB 17378-2007海洋監測規范［S］.北京:中國標準出版社，2008.

［12］國家海洋標準計量中心.GB/T 12763-2007海洋調查規范［S］.北京:中國標準出版社，2008.

［13］嘉興市海洋與漁業局.2006年嘉興市海洋環境公報［EB/OL］.http://sdinfo.coi.gov.cn/hygb/dfhygb/2006/jiaxing/index.html

［14］中國海灣志編纂委員會.中國海灣志:第五分冊［M］.北京:海洋出版社，1993.

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Assessment on Marine Environmental Quality North Bank of Hangzhou Bay by MPI

WANG Yang，ZHU Wen-bin，WANG Zhong-ming，et al
（Marine Fisheries Research Institute of Zhejiang Province，Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources for Key Fishing Grounds，Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Sustainable Utilization of technology Research for Fishery Resource of Zhejiang Province，Zhoushan 316021，China）

Macrozoobenthos Pollution Index（MPI）was in this paper used to assess the environmental quality of the zone.Based on the marine environmental monitoring macrofaunal data at the north bank of Hangzhou Bay function zone in 2014，6 sections respectively were set in different function zones.Generally，the result showed that the environmental quality in the study area was poor.All the 6 sections were polluted seriously，the MPI value followed in descending order was hy03，hy01，hy02，PH01，PH06 and PH04.Seasonal change of environmental quality in each section of marine function areas was large.Compared with the water quality changes of sea area adjacent to the function zones，the seasonal change law was insignificant.The strong tidal current action in Hangzhou Bay，as well as the sea reclamation projects was serious year by year caused the decline of ecological environmental quality andliving space in this zone.While，it was also becoming more of an environmental risk in different function areas.

macrozoobenthos pollution index；north bank of Hangzhou bay；marine function zones；environmental quality

X82

A

1008-830X（2015）02-0132-04

2014-11-20

浙江省漁業資源本底調查（浙財農［2014］277號）

王洋（1988-），女，河北張家口人，研究方向：漁業資源與生物學.E-mail:liuliqu_love@163.com

宋之琦.E-mail:ft332006@163.com